物理教學中直覺思維及其能力培養(yǎng)策略課件

高中新課程物理教學的

三個基本模式梁新燦浙江省新昌中學

高中新課程物理教學的

三個基本模式梁新燦1物理學科具有自身的特點,探索、總結(jié)物理學科課堂教學模式，并將其應(yīng)用貫穿于日常的課堂教學實踐環(huán)節(jié)，對學生掌握物理概念、物理規(guī)律的形成過程、內(nèi)涵與外延和學習物理的科學方法，培養(yǎng)學生獲取知識的探究能力，增強學生的物理抽象思維、形象思維、直覺思維和創(chuàng)造性思維能力，都具有重要的理論價值和指導作用。物理學科具有自身的特點,探索、總結(jié)物2

經(jīng)過多年的教學探索，現(xiàn)以教育部《普通高中物理課程標準》新理念和三維度（知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀）教學目標為指導，根據(jù)物理學科的特點和學生的認知、思維發(fā)展規(guī)律，總結(jié)出物理概念教學的基本模式、物理規(guī)律教學的基本模式和物理解題教學的基本模式，并賦予三者新的深層涵義。經(jīng)過多年的教學探索，現(xiàn)以教育部《普通高中3一、物理概念教學的基本模式創(chuàng)設(shè)情境思維加工鞏固深化（具體）（具體）（抽象）感知材料形成表象分析比較抽象概括變式遷移完善結(jié)構(gòu)該模式符合學生認識物理概念的過程和方法的規(guī)律性一、物理概念教學的基本模式創(chuàng)設(shè)情境思維加工鞏固深化（具體）（4

1、創(chuàng)設(shè)情境

在引入物理概念之前，應(yīng)先通過觀察、實驗、參觀等活動，或通過教師形象的語言描述，或利用各種形象化的直觀教具展示，或通過電腦摸擬等方法，創(chuàng)設(shè)與形成物理概念有關(guān)的生動的、新穎的物理情境，使學生感知大量的感性材料，對物理現(xiàn)象有一個明晰的印象，形成表象。

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教學過程中，教師要著重引導學生善于觀察，達到了解現(xiàn)象、取得資料、發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，激發(fā)創(chuàng)新欲望，增強創(chuàng)新意識和發(fā)展形象思維的目的。教學過程中，教師要著重引導學生善于觀察6

2、思維加工

在學生形成表象的基礎(chǔ)上，引導學生進行分析比較、抽象概括，排除次要因素，抓住主要因素，找出所觀察到的一系列現(xiàn)象的共性、本質(zhì)屬性，形成概念，用準確的、簡潔的物理語言或數(shù)學語言給出確切的表述或定義，并指出所定義的物理概念的適用條件和范圍。

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教學過程中，教師要留給學生一定的思考想象時間，啟發(fā)、激活學生的思維，讓學生逐步掌握引入物理概念的方法，如力的概念的引入和建立，用的是具體實例抽象概括法；電場強度、磁感應(yīng)強度的引入和建立，用實驗探索發(fā)現(xiàn)法。實驗發(fā)現(xiàn)電場、磁場都具有力的特性，電場強度、磁感應(yīng)強度的定義用比值法等等，親身體驗物理概念引入、建立和下定義的樂趣，增強建立物理概念的欲望和能力，發(fā)展學生的抽象思維能力。教學過程中，教師要留給學生一定的思考想8

3、鞏固深化

物理概念建立之后，通過與有關(guān)、相近概念的對比，以及進行適當?shù)倪\用，來鞏固、深化對概念的理解，完善對概念認識的深度和結(jié)構(gòu)。運用一般分為兩個階段：一是初步運用階段，主要是培養(yǎng)學生運用概念的方法和準確性；二是創(chuàng)新運用階段，主要是通過變式遷移，將概念靈活地、創(chuàng)造性地運用于新的物理情景中，把實際問題轉(zhuǎn)化為物理概念化的模型問題，然后分析、解決問題，不斷完善結(jié)構(gòu)。

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教學過程中，教師要引導學生總結(jié)運用物理概念的方法和規(guī)律性，提高學生運用概念分析和解決新問題的能力。

教學過程中，教師要引導學生總結(jié)運用物理概10（導入）

（展開）

（終結(jié)）提出問題猜想假設(shè)實驗探索分析歸納總結(jié)規(guī)律實驗驗證應(yīng)用拓展類比臻美演繹推理理想實驗途徑1途徑2途徑3二、物理規(guī)律教學的基本模式該模式符合科學家探究發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過程和方法規(guī)律性（導入）11

物理規(guī)律只能發(fā)現(xiàn)，不能創(chuàng)造。總的說來，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律主要有三條途徑：實驗歸納法、理論演繹法和提出假說法。物理規(guī)律只能發(fā)現(xiàn)，不能創(chuàng)造。總的說來，發(fā)現(xiàn)12

途徑1—實驗歸納法

從物理事物和物理現(xiàn)象中提出問題，作出猜想和假設(shè)，對事物和物理現(xiàn)象作多次觀察和實驗探索，在取得大量實驗資料的基礎(chǔ)上，進行綜合、分析歸納，發(fā)現(xiàn)在一定條件下有關(guān)物理量之間的必然聯(lián)系，從而得出結(jié)論，再通過實驗檢驗就成為規(guī)律。用實驗歸納法發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，一般叫做定律。例如,牛頓第二定律、動量守恒定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、光的反射定律和折射定律，等等。途徑1—實驗歸納法13

途徑2—理論演繹法

從已知規(guī)律或物理理論出發(fā)，對某特定事物或現(xiàn)象，進行演繹推理，從而得出在一定范圍內(nèi)有關(guān)物理量之間的函數(shù)關(guān)系或新的論斷，最后，通過實踐檢驗就成為規(guī)律。用理論演繹法發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，一般叫做定理或原理。它們不再僅僅是對經(jīng)驗事實的概括，而是成為科學理論系統(tǒng)的出發(fā)點。如動量定理、動能定理、功的原理、波的疊加原理、光路可逆原理，等等。

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途徑3—提出假說法

在物理事實、根據(jù)還不充分的情況下，通過想象、猜測，提出的對象的、理論的假說的方法。它是對新事物、新現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的推測性說明或假定性的理論解釋，是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上提出解釋事物和現(xiàn)象的一種設(shè)想或預見，正確與否要由實驗來檢驗，經(jīng)檢驗正確，假說就上升為一種理論或定律。例如，安培分子電流假說，是在物質(zhì)由什么組成還不清楚的情況下，根據(jù)磁鐵的磁場與通電螺線管的磁場十分相似這一實驗事實而提出的。

途徑3—提出假說法15

一般而言，當新的物理事實與傳統(tǒng)理論發(fā)生矛盾時，或者新的物理事實超過了原有理論范圍時，就要提出新的假說，促使對事物的認識向前發(fā)展。例如，當盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論發(fā)生矛盾時，玻爾對原子提出了三條假設(shè)（定態(tài)假設(shè)、躍遷假設(shè)和軌道假設(shè)），建立了原子的玻爾模型，成功地解釋了氫原子的線狀光譜，解決了原子的穩(wěn)定性問題。

一般而言，當新的物理事實與傳統(tǒng)理論發(fā)生矛盾16

在通過提出假說來建立物理規(guī)律的過程中，主要依賴于類比、臻美和理想實驗三種思維方法。

在通過提出假說來建立物理規(guī)律的過程中17

（ⅰ）類比：通過對兩個不同的物理事物進行比較，找出它們的相似點或相同點，然后以此為根據(jù)，把其中某一物理事物的有關(guān)知識推移到另一物理事物中去，從而對另一物理事物的規(guī)律作出一假定性的說明。例如，歐姆受到傅立葉的熱流規(guī)律的啟發(fā)，通過從熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象的類比中提出假說：導線中兩點之間電流的大小也可能正比于這兩點之間的“驅(qū)電力”（即電勢差），隨后通過實驗，歐姆驗證了他從類比推理中得出的這個假說，建立了歐姆定律。（ⅰ）類比：通過對兩個不同的物理事物進行比18

（ⅱ）臻美：就是在創(chuàng)造性思維過程中，按照美的規(guī)律，對尚不完美的對象進行加工、修改以至重構(gòu)的思維方法。在建立物理模型的過程中具有啟發(fā)思路的作用，它是建立物理模型的一種基本思維方法。哥白尼之所以反對托勒玫體系，提出太陽系模型，原因之一是后者顯得更簡潔、更完美，因而符合宇宙的“奇妙的對稱”和“美的和諧”。在哥白尼的太陽系模型中，太陽是宇宙的中心，所有的天體（包括地球及當時已知的五顆行星）都繞太陽運轉(zhuǎn)。它們在宇宙的位置按照離太陽從近到遠的排列次序是水星、金星、地球、火星、木星、土星，在土星外遙遠的天球上是恒星。（ⅱ）臻美：就是在創(chuàng)造性思維過程中，按照19物理教學中直覺思維及其能力培養(yǎng)策略課件20

這一模型是在分析了托勒玫體系的缺陷，根據(jù)觀測資料，受到古代的一些哲學家曾經(jīng)假定“地球是動的”見解的啟發(fā)而提出的。他還認為：“……這樣，我們就發(fā)現(xiàn)在這樣有秩序的安排下，宇宙里有一種奇妙的對稱性，軌道的大小與運動都有一定的諧和關(guān)系，這樣的情況是用別的方法達不到的。”運用太陽系模型，哥白尼成功地解釋了天體的運動，并且能編制行星運行表，得出許多與觀測事實相符的結(jié)論。這一模型是在分析了托勒玫體系的缺21

（ⅲ）理想實驗：是思維中對借助抽象和想象方法建立的理想化對象進行的實驗，也稱想象實驗或思維實驗。伽利略發(fā)現(xiàn)慣性定律就采用了理想實驗的方法。他想象有人推一輛小車在路上走，如果突然停止推車，小車并不立即停止，還會走一段路。要是路面平滑，這段路就會更長些。進一步設(shè)想，如果毫無摩擦，小車就會永遠運動下去。他還用理想斜面實驗進一步推理。（ⅲ）理想實驗：是思維中對借助抽象和想象22

正是由于創(chuàng)造想象，使伽利略超越前人，也越過了實驗條件的限制，從而登上了他那個時代的科學高峰，糾正了亞里士多德“力產(chǎn)生運動，力維持運動”的錯誤運動觀，創(chuàng)立了“維持運動靠慣性，改變狀態(tài)才需力”的正確運動觀，從此，力學迅速發(fā)展起來。某一領(lǐng)域思維實驗的成功，往往標志著物理觀念的變革，推動物理學發(fā)展。正是由于創(chuàng)造想象，使伽利略超越前人23

物理規(guī)律的教學程序總的說來：首先，要使學生對發(fā)現(xiàn)或建立某一規(guī)律所采用的方法、途徑和具體的依據(jù)有較清晰的認識，提高學生的類科學研究能力；其次，使學生明確某一規(guī)律的物理意義、適用范圍和條件，使學生切實理解和掌握物理規(guī)律的內(nèi)涵和外延；最后，通過實際應(yīng)用、變式遷移與拓展，培養(yǎng)學生物理思維的靈活性、發(fā)散性、獨創(chuàng)性等思維品質(zhì)，提高創(chuàng)新意識、靈活運用能力和創(chuàng)造性思維能力。物理規(guī)律的教學程序總的說來：首先，要使學生24審明題意（條件）實際問題物理問題數(shù)學問題問題結(jié)果檢驗、討論確定對象分析過程建立模型選用規(guī)律布列方程求得結(jié)果結(jié)果意義（過程）（目標）三、物理解題教學的基本模式

該模式揭示了物理解題的科學程序和方法規(guī)律性審明題意（條件）實際物理數(shù)學問題檢25

首先，把實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題

對面臨的實際問題在審明題意的基礎(chǔ)上，從宏觀上確定問題所屬的物理知識范圍（是力學問題還是電學問題，電學問題中是電場問題還是磁場問題，是電磁感應(yīng)問題還是交流電問題……），把實際問題轉(zhuǎn)化為明確的物理問題，分析判斷物理問題所描述的物理現(xiàn)象，確定研究對象，分析物理過程，建立物理模型(是理想化的對象模型?過程模型?還是條件模型?首先，把實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題26

例如力學問題，在分析研究對象的受力情況和初始運動狀態(tài)的基礎(chǔ)上，應(yīng)明確研究對象能否看作質(zhì)點，受力是恒力還是變力，運動性質(zhì)和軌跡又如何（是勻速運動、勻變速直線運動、變加速曲線運動還是平拋運動？等等），是靜力學問題還是動力學問題，是功能問題還是動量問題，……。例如力學問題，在分析研究對象的受力27

在此過程中，要分析清楚問題中所涉及的物理量以及相關(guān)因素，包括已知的、未知的、直接的、隱含的、多余的，全面掌握相關(guān)信息，然后通過文字的、圖形的、圖表的等各種方式，將問題中的研究對象、物理現(xiàn)象、物理過程及其聯(lián)系形象化、具體化，在頭腦中形成該問題的整體的、動態(tài)的、形象的、清晰的物理圖景。在此過程中，要分析清楚問題中所涉及的物理量以28

教學過程中，不僅要使學生掌握把實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題的方法，還要培養(yǎng)學生敏銳的觀察力、深刻的分析力、豐富的想象力、準確的類比力、廣泛的遷移力，發(fā)展抽象思維、形象思維和直覺思維能力。教學過程中，不僅要使學生掌握把實際問題轉(zhuǎn)化為29

其次，把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題

根據(jù)物理問題所屬的知識領(lǐng)域和問題的特征，選規(guī)律列方程。動力學的基本概念有力、質(zhì)量、加速度、功、能、沖量、動量等，基本規(guī)律為牛頓第二定律F合=ma，動量定理F合·t=mv-mv0，動能定理F合·s=mv22/2-mv12/2

和兩個守恒定律（機械能守恒定律和動量守恒定律）。其次，把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題30所求物理問題，(1)如果是與加速度直接相關(guān)的瞬時問題，必須選用牛頓第二定律列方程；(2)如果是與時間直接相關(guān)的過程問題，應(yīng)選用動量定理列方程；(3)如果是與相對地位移直接相關(guān)的過程問題，應(yīng)選用動能定理列方程；(4)對系統(tǒng)，若外力合力為零，則選用動量守恒定律列方程；(5)若只有重力或彈簧彈力做功，則選用機械能守恒定律列方程。所求物理問題，31

(6)如果機械能不守恒，而所求問題與物體之間的相對位移直接相關(guān)，那么,應(yīng)選用能量守恒定律列方程。教學過程中，要培養(yǎng)學生的優(yōu)化組合思想和發(fā)散聚合選優(yōu)能力，進一步發(fā)展學生演繹推理能力、直覺思維能力，提高創(chuàng)造性思維能力。(6)如果機械能不守恒，而所求問題與物體之間32

再次，聯(lián)立所列方程求得問題結(jié)果

一般一般是先運用數(shù)學原理和方法，推演出結(jié)果的字母表達式。推演過程中，要注意數(shù)學符號在物理問題中的實際意義，數(shù)學表達式的物理含義，不可從純數(shù)學觀點看物理方程及其變換步驟。教學過程中要培養(yǎng)學生的數(shù)理結(jié)合能力和運用數(shù)學原理、方法和技巧解決物理問題的能力。再次，聯(lián)立所列方程求得問題結(jié)果33

最后，檢驗、討論結(jié)果的合理性和物理意義

對結(jié)果常反思，分析其合理性（必要時，可設(shè)計實驗驗證），舍棄不合理、無意義解，探究正確解的深層含義，拓展正確解的應(yīng)用領(lǐng)域、推廣范圍與價值等，有利于擴大解題成果，提高學生的探究性、擴展性，逐步形成客觀的評價觀和科學的價值觀。最后，檢驗、討論結(jié)果的合理性和物理意34

總之，通過物理解題教學，要達到以下目標:使學生更深刻的理解、掌握物理概念及其規(guī)律，形成科學的解題程序、思路和方法，領(lǐng)悟形成這種解題思路和方法的科學根據(jù)，掌握解題的一般規(guī)律性，積累大腦中儲存的解題依據(jù)、方法和經(jīng)驗等，優(yōu)化物理解題思想，提高學生針對實際問題，分析物理現(xiàn)象、認定物理事實、揭示物理本質(zhì)的功力和提出問題、分析問題、解決問題的能力。總之，通過物理解題教學，要達到以下目35同時，發(fā)展、增強學生的物理抽象思維的深刻性、形象思維的動態(tài)性、直覺思維的獨創(chuàng)性、辨證思維的合理性、縱橫思維策略性、順逆聚散思維的方向性，優(yōu)化和提升學生物理解題的創(chuàng)造性思維能力。同時，發(fā)展、增強學生的物理抽象思維的深刻性、形象思維的動態(tài)性36

結(jié)語：

以上三個基本模式，重視知識與技能教學，體現(xiàn)了過程和方法，重視了情感態(tài)度與價值觀教育，與國家教育部新課改提出的三維目標和現(xiàn)代教學理念具有一致性。我長期的教學實踐證明：這些模式切實可行，效果卓著，而且具有嶄新的新課程物理課堂教學的時代特征和創(chuàng)新教學魅力。

37浙江省新昌中學(312500)梁新燦

浙江省紹興市中學教授級高級教師教育部中國教師報中國基礎(chǔ)教育教學講師團成員

電話小)郵箱：liangxincan18@

不妥之處請?zhí)釋氋F意見,謝謝!

浙江省新昌中學(312500)梁新燦不妥之38物理教學中直覺思維及其能力培養(yǎng)策略課件39物理教學中直覺思維及其能力培養(yǎng)策略課件40

二、物理直覺思維的形式

1、直覺

是運用有關(guān)知識組塊和形象直感對當前問題進行敏銳的分析、推理，并能迅速發(fā)現(xiàn)解決問題的方向或途徑的思維形式。在物理學中，直覺又有三種表現(xiàn)形式：二、物理直覺思維的形式41（1）直覺的判斷：指人腦對客觀存在的物理對象、物理現(xiàn)象、物理過程、物理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特征、規(guī)律等的一種迅速的識別、直接的理解和整體的判斷。（2）直覺的啟示：當主體沉思于某一物理問題而百思不得其解時，突然某一時刻，由于一個偶然的外部刺激，使他“茅塞頓開”，直覺得出問題的答案或解決問題的方法或途徑。（3）直覺的想象：當研究某一物理問題時，外界提供的信息不充分，那么，主體充分發(fā)揮想象力，把大腦中的所有知識組塊和“潛知”調(diào)動起來，并進行重新組合、加工，然后與原有的信息結(jié)合，從而把一個未曾料到的關(guān)系、模型、形象構(gòu)想出來。[7]（1）直覺的判斷：指人腦對客觀存在的物理對象、物理現(xiàn)象、物理422、靈感英國著名病理學家貝弗里奇認為：“靈感是指對情況的一種突如其來的頓悟或理解。”錢學森認為，靈感是潛意識，當醞釀成熟時突然溝通涌現(xiàn)于意識成為靈感。[8]我覺得，靈感是以已有的知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)，在意識高度集中之后產(chǎn)生的一種極為活躍的精神狀態(tài)，這時人的思維會對百思不得其解的問題，產(chǎn)生突發(fā)性飛躍和敏銳的頓悟，從而解決問題，或產(chǎn)生新的見解或新的思想。2、靈感43

引發(fā)物理靈感大致有兩種情形：

一是外界偶然的刺激，包括得到哲學的啟發(fā)，得到大自然或生活經(jīng)驗的啟示，得到相鄰學科的啟示，受到某種情景的觸發(fā)。

二是物理概念、物理表象、物理方法、物理學觀點和思想等在大腦內(nèi)的相互作用，使得潛意識獲得足夠的“能量”，躍遷到顯意識。

引發(fā)物理靈感大致有兩種情形：44直覺是創(chuàng)造的先導，

靈感是創(chuàng)造活動的頓悟。

直覺是創(chuàng)造的先導，

靈感是創(chuàng)造活動的頓悟。

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三、物理直覺思維能力的培養(yǎng)方法和教學策略

1、重視結(jié)構(gòu)教學，形成合理的認知結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)組塊思維能力。

首先，要掌握物理學科的基本結(jié)構(gòu)。心理學上的格式塔學派認為：知識的整體由部分構(gòu)成，但整體比部分之和的意義更大。布魯納倡導結(jié)構(gòu)教學法，他說“無論選教什么學科，務(wù)必使學生理解該學科的結(jié)構(gòu)?！笔裁词俏锢韺W科的基本結(jié)構(gòu)呢？物理學科的基本結(jié)構(gòu)就是指物理學的基本概念、基本原理和基本方法、觀念以及它們之間的相互聯(lián)系所構(gòu)成的理論框架。三、物理直覺思維能力的培養(yǎng)方法和46

知識結(jié)構(gòu)：知識的形成、內(nèi)涵、外延、聯(lián)系及應(yīng)用方向等；

認知結(jié)構(gòu)：認知過程（具體——抽象——具體）、認知方法（觀察實驗法、演繹推理法、類比法、等效法、模型法、理想化法、模擬研究和數(shù)學方法等）和認知層次（識記、理解、運用、綜合、評價）；布魯納指出：“結(jié)構(gòu)的理解，能使學生從中提高他直覺處理問題的效果。”無結(jié)構(gòu)零亂的信息難以形成直覺思維，當有秩序、有結(jié)構(gòu)的信息從提供的信息中忽隱忽現(xiàn)時，就會活躍直覺思維。知識結(jié)構(gòu)：知識的形成、內(nèi)涵、外延、聯(lián)系及應(yīng)用47內(nèi)涵和意義：合外力對物體所做的功等于物體動能的變化；即合外力做功是物體動能變化的原因和量度。特點外延內(nèi)涵由來動能定理W合=EK2-EK1定理是演繹規(guī)律：在恒力直線運動中，可根據(jù)牛頓第二定律F合=ma和運動學公式v22-v12=2as推導而來。適用范圍和成立條件：對低速、宏觀物體，相對慣性參照系，不論受力和軌跡的情況如何，均成立。應(yīng)用的最佳方向：對解已知空間位移關(guān)系（“位移類”）動力學問題最方便；在電學中有它的重要地位。內(nèi)涵和意義：合外力對物體所做的功等于物體動能的變化；即合外力48

例1、如圖1所示，一小木塊以初速v0從A點進入粗糙水平軌道AB段，然后沿光滑豎直半圓軌道BC段運動，最后落到D點。已知AB=s，半圓軌道半徑為R，小木塊與AB段之間的動摩擦因數(shù)為μ。求小木塊最后落到D點時的速率。解：對小木塊從A→B→C→D全過程，因AB段粗糙機械能不守恒，而動能定理適用,列式為：-μmgs=mvD2/2-mv02/2，于是

vD=（v02-2μgs）1/2。Av0DBC圖1Av0DBC圖149

其次，要全面訓練物理思維方法和物理學研究方法，形成方法場。

直覺思維是一種瞬間思維，它是形象思維與抽象思維的凝結(jié)、簡縮或躍進。因此，整個高中教學要有計劃地全面介紹、系統(tǒng)訓練學生的形象思維、抽象思維和直覺思維的各種方法與物理學研究方法。不懂得方法，就只能永遠被關(guān)在科學的門外。

其次，要全面訓練物理思維方法和物理學研究方法，形成方50

高中物理教材的特點

高中物理教材(包括新課標教材）主要以知識邏輯發(fā)展為主線編寫，物理思維方法、科學研究方法和辨證哲學方法都是穿插于其間的，教師應(yīng)對這些方法進行系統(tǒng)地總結(jié)和歸納，使學生獲得較系統(tǒng)的方法論知識，形成“方法場”。

51如，研究物理事實用實驗觀察法；物理研究對象用抽象模型法；物理概念用總結(jié)歸納法；物理量定義用比值法或乘積法；發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律用實驗歸納法、演繹推理法和類比推理法等；分析復雜問題用等效法、理想化方法、假設(shè)方法、模擬研究和數(shù)學方法等；相似問題用類比法；臨界問題用辯證法；認識未知對象可用黑箱法……

如，研究物理事實用實驗觀察法；52

1、研究對象用抽象模型法：如質(zhì)點、理想氣體、點電荷、點光源、輕彈簧、彈簧振子、單擺、理想變壓器等；

2、物理概念用總結(jié)歸納法：如力（通過實例歸納出力是物體對物體的作用）、機械運動（物體位置發(fā)生改變）、勻變速直線運動（在相等的時間內(nèi)速度變化相等）、勻速圓周運動（在相等的時間內(nèi)通過的弧長相等）、機械波（機械振動在介質(zhì)中的傳播），等等。

3、物理量定義用比值法或乘積法：如加速度、電場強度、磁感應(yīng)強度、介質(zhì)的折射率等用比值法，功、沖量、動量等用乘積法。1、研究對象用抽象模型法：如質(zhì)點、理想氣體、點電荷、53

4、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律用實驗歸納法、演繹推理法和類比推理法等：實驗歸納法：如胡克定律、牛頓第二定律、機械能、動量守恒定律、光的反射、折射定律、光電效應(yīng)規(guī)律等；

演繹推理法：動能定理、動量定理、功能原理等；

類比推理法：歐姆定律(類比傅立葉的熱流規(guī)律而發(fā)現(xiàn)）、電場力做功規(guī)律（類比重力做功規(guī)律）等。

4、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律用實驗歸納法、演繹推理法和類比推理法54

5、等效法：力的合成與分解、運動的合成與分解（平拋運動可分解為兩種簡單運動來研究）、把恒定重力場與恒定電場合成為一個新的等效重力場來研究、等等；

6、模擬法：電場中等勢線的描繪（用恒定電流場模擬靜電場）；

7、相似問題用類比法：安培根據(jù)磁鐵的磁場與通電螺線管磁場的相似性，通過類比法提出分子電流的假說。

5、等效法：力的合成與分解、運動的合成與分解55

8、數(shù)學方法：麥可斯韋根據(jù)電磁場理論建立了麥可斯韋方程組，推出電磁波在真空中的傳播速度與光在真空中的傳播速度相等，提出光是電磁波的假說，后來被赫茲實驗所證實。

9、未知對象可用黑箱法：認識原子的核式結(jié)構(gòu)采用了黑箱法。用α粒子射線打擊金薄片，根據(jù)α粒子轟擊金薄片前后的行為變化，猜測金原子的結(jié)構(gòu)。8、數(shù)學方法：麥可斯韋根據(jù)電磁場理論建立了麥可斯韋56

10、臨界問題用辯證法：接觸與分離是一對矛盾，接觸與分離的臨界條件是彈力為零；物體受最大靜摩擦力的臨界狀態(tài)是受力物體相對于施力物體處于“即要滑沒有滑，很快就要滑，但就是還沒滑”這樣一個量質(zhì)轉(zhuǎn)變的特殊狀態(tài)。

10、臨界問題用辯證法：接觸與分離是一對矛盾，接觸57

再次，要培養(yǎng)學生運用組塊思維的習慣。

組塊思維是直覺思維的主要表現(xiàn)，要在學生形成知識組塊的基礎(chǔ)上，訓練學生運用組塊思維的習慣：重視基本問題的教學，使學生掌握基本問題的類型、物理情景以及解法和結(jié)論；注意新舊問題的比較和聯(lián)想，將新問題轉(zhuǎn)化為舊問題，將舊問題的結(jié)論和方法遷移應(yīng)用于新問題；解決問題時通過理想模型的構(gòu)建，提供直覺思維突變的模塊，訓練快速、正確解決問題并進行組塊思維的習慣。再次，要培養(yǎng)學生運用組塊思維的習慣。58通過物理系列問題的分析，總結(jié)出它們的共性，對訓練學生的組塊思維，提高直覺遷移力是很有利的。如，對動生電動勢產(chǎn)生機理和電磁流量計、霍爾效應(yīng)、磁流體發(fā)電機等問題的原理放在一起分析作比較，歸納出它們的共同點，等等。通過物理系列問題的分析，總結(jié)出它們的共性，591、動生電動勢

當eE=evB時，自由電子沿棒方向不再定向移動，ab間的電勢差即為電動勢：

ε=Uab=El=Blv。

ablvBveEevB1、動生電動勢ablvBveEevB602、電磁流量計

當穩(wěn)定時，正負離子受力平衡

qE=qvB，這時ε=BDv，因此流量為：Q=vS=πεD/4B。

·aBbDvvvqEqvBqEqvB2、電磁流量計·aBbDvvvqEqvB613、磁流體發(fā)電機

當qE=qvB時，正負離子不再偏移，ab兩極間電勢差保持恒定，此電勢差即為電動勢：

ε=Uab=Ed=Bdv。

S閉合：I=Bdv/（R+r），方向：c→R→d。

qvBqEvvqEqvBbavdBRdc3、磁流體發(fā)電機qvBqEvvqEqvBbavdBRdc624、霍爾效應(yīng)實驗表明，在磁場不太強時，霍爾電勢差為UAAˊ=KIB/d當eE=evB時，下側(cè)面和上側(cè)面AAˊ之間的電勢差保持恒定UAAˊ=Eh=Bhv。qEqvBvvbIAˊABh4、霍爾效應(yīng)qEqvBvvbIAˊA63

上述四個物理問題的共同點是：

自由電子或正、負離子受洛侖茲力，開始階段發(fā)生偏移，當qE=qvB時自由電子或正負離子不再偏移，電動勢或電勢差恒定：ε=Bdv或U=Bdv。

上述四個物理問題的共同點是：64

2、重視整體分析，加強發(fā)散思維，優(yōu)化思維的訓練，增強直覺調(diào)控能力。

第一、重視過程教學，增加對物理知識理解的深度、厚度和長度。

要重視物理概念、規(guī)律和物理問題的提出、形成或發(fā)現(xiàn)的過程教學，注意運用理想模型、理想條件、理想實驗來啟發(fā)學生的想象力。解決問題時，要建立物理過程示意圖，幫助學生發(fā)揮直觀想象力。如動力學問題要畫受力分析圖、過程展示圖，恒定電流、電磁感應(yīng)電路問題要畫等效電路圖，光學要畫光路圖等等，逐步積累學生直覺思維的經(jīng)驗。

2、重視整體分析，加強發(fā)散思維，優(yōu)化思維的65

如，對碰撞過程的微觀展示與分析，如圖2所示，有助于學生對“彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞定義、所遵循規(guī)律”的正確理解：彈性碰撞兩小球經(jīng)歷壓縮階段和恢復階段，從狀態(tài)Ⅰ變化到狀態(tài)Ⅴ，兩小球完全恢復形狀，碰撞過程中不僅動量守恒，而且機械能守恒（壓縮階段有部分動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，恢復階段這部分彈性勢能又逐漸轉(zhuǎn)化為動能），所以碰撞前后動能相等；v1v1ˊvV2ˊv2v壓縮階段恢復階段Ⅴ21ⅣⅢⅡⅠm1m2圖2如，對碰撞過程的微觀展示與分析，如圖2所示，有助66非彈性碰撞從狀態(tài)Ⅰ變化到狀態(tài)Ⅳ，不能完全恢復原狀，碰撞過程中只有動量守恒；完全非彈性碰撞只有壓縮階段，從狀態(tài)Ⅰ變化到狀態(tài)Ⅲ，動量守恒，但絲毫不能恢復形狀，壓縮階段減少的動能不是儲存為彈性勢能，而是由于內(nèi)摩擦全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能了，因此，碰撞過程中機械能不守恒，而且動能損失最大。（物理方法：根據(jù)碰撞模型，從物理過程、物理意義角度理解與分析，得出結(jié)論）

非彈性碰撞從狀態(tài)Ⅰ變化到狀態(tài)Ⅳ，不能完全恢復原狀，碰67設(shè)v2=0，由動量守恒得m1v1=

m1v1ˊ+m2v2ˊ碰撞前后動能損失為⊿E=m1v12/2-(

m1v1ˊ2/2+m2v2ˊ2/2)=m1v12/2-[

m1v1ˊ2/2+m2(m1v1-m1v1ˊ)2/m222]=m1v12/2-[

m1v1ˊ2/2+(m12v12-2m1v1m1v1ˊ+m12v1ˊ2)/2m2]=m1v12/2-m12v12/2m2-

m1v1ˊ2/2+m1v1m1v1ˊ/m2-m12v1ˊ2/2m2根據(jù)數(shù)學，2次函數(shù)求極值可得v1ˊ=-b/2a=-(m12v1/m2)/[2(-m1/2-m12/2m2)]=(m12v1/m2)/[(m1+m12/m2)]=(m12v1/m2)/[(m1m2+m12)/m2]=m12v1/(m1m2+m12)=m1v1/(m2+m1)

（數(shù)學方法：根據(jù)物理過程所遵循物理規(guī)律列出數(shù)學方程，應(yīng)用數(shù)學知識解決問題，得出結(jié)論）設(shè)v2=0，由動量守恒得68

第二、重視整體分析，增強宏觀直覺調(diào)控力。在解決物理問題時，從宏觀上對問題作整體分析，抓住物理問題的框架結(jié)構(gòu)和本質(zhì)關(guān)系，確定解決問題的總體思路和途徑，并在此基礎(chǔ)上進行大跨度、大步驟的整體思維，培養(yǎng)跳躍式思維能力。如研究對象整體化、物理過程全程化解題方法的應(yīng)用，有利于增強宏觀直覺調(diào)控力。

第二、重視整體分析，增強宏觀直覺調(diào)控力。69

例2、如圖3所示，固定斜面AB下端與光滑圓弧軌道BCD的B端相切，圓弧軌道半徑為R，圓心O與A、D在同一水平面上，∠COB=θ。現(xiàn)有一個質(zhì)量為m的小物體，從斜面上的A點無初速滑下，已知小物體與AB斜面的動摩擦因素為μ。求小物體在斜面上能夠通過的總路程。

圖3RODCBθA例2、如圖3所示，固定斜面AB70

解：從全過程出發(fā)，每當小物體在斜面上滑動時，由于摩擦發(fā)熱均要消耗機械能，使小物體的最大高度不斷降低，當在B點以下光滑圓弧軌道上滑動時機械能守恒，小物體左右振動的最大高度不再降低。根據(jù)能量守恒定律可知⊿EP減少=⊿E內(nèi)增加

即mg·Rcosθ=μmgcosθ·s總

，所以s總=R/μ。這是全過程直覺洞察、調(diào)控的表現(xiàn)。解：從全過程出發(fā)，每當小物體在斜面上滑71

第三、重視變式分析，增強思維發(fā)散力。

在物理概念、物理規(guī)律教學中，引導學生多方位理解概念、規(guī)律的內(nèi)涵，多角度體驗研究方法。習題教學中，經(jīng)常選擇富有啟發(fā)性的問題，或者對某一問題采用多種知識途徑和方法求解，或者改變提問的角度、改變問題的條件、改變習題的類型等方式，把一個問題變化成多個問題，讓學生思考、分析，有利于培養(yǎng)思維的發(fā)散力。第三、重視變式分析，增強思維發(fā)散力。72

例3、從不高的空中O1點，以相等的速率v0朝著一切可能的方向，同時拋出若干個小球，試證：這些小球在落地前的任何時刻都處在同一個球面上。O1(0,-b)

O····x···ya圖4例3、從不高的空中O1點，以相等的速73

解法一：以O(shè)點為坐標原點，在一個豎直面上建立平面直角坐標系，如圖4所示。研究該豎直平面上運動的小球在任意時刻都處在同一圓周上，命題即證。設(shè)某個小球拋出時初速方向斜向上與x軸正向的夾角為α，則它在時刻t的坐標為x=v0cosαty=v0sinαt-gt2/2解法一：以O(shè)點為坐標原點，在一個豎直面上建立平面直角74設(shè)v0t=a，gt2/2=b；在任意確定時刻t，a、b均有確定值，代入上述兩式，可得x=acosαy+b=asinα上述兩式是圓心坐標為（0，-b）、半徑為a的圓的參數(shù)方程。表明圓心的位置沿y軸向下以加速度g作自由落體運動，而圓的半徑（a=v0t）隨時間成正比例增大（節(jié)日的焰火，從遠處看有的象一個球的形狀，便是上述所證明的道理）。設(shè)v0t=a，gt2/2=b；在任意確定時刻t，a75

解法二：設(shè)想各小球從O點拋出的同一時刻，從O點自由落下一物體P，以物體P為參照物，則因為平拋運動，斜上拋、斜下拋運動，豎直上拋、豎直下拋運動均可看作是初速方向的勻速直線運動和自由落體運動的合運動，以物體P為參照物，各小球自由落體分運動與參照物自身的自由落體運動抵消了，在P上觀察，各個小球向空間各個方向均作速度為v0的勻速直線運動，所以，任意時刻各個小球均處在以P為圓心，v0t為半徑的球面上。解法二：設(shè)想各小球從O點拋出的同一時刻，從O76

第四、加強優(yōu)化訓練，增強直覺思維選優(yōu)力。

愛因斯坦認為，直覺是面對各種可能性作出正確選擇的重要能力。

第四、加強優(yōu)化訓練，增強直覺思維選優(yōu)力。77通過力學教學，要使學生從整體上掌握力學主規(guī)律之間的聯(lián)系和特點（右圖表所示）。同時通過實例的分析與探究，總結(jié)出解題優(yōu)選原則：“解決滿足守恒定律條件的過程題選用守恒定律；解決與加速度直接相關(guān)的瞬時題選用牛頓第二定律；解決與時間直接相關(guān)的過程題選用動量定理；解決與對地位移直接相關(guān)的過程題選用動能定理；解決與相對位移直接相關(guān)的過程題選用能量守恒定律；一條規(guī)律解決不了時，再考慮其它規(guī)律和臨界條件、隱含條件以及幾何關(guān)系等?！蓖ㄟ^力學教學，要使學生從整體上掌握力學主規(guī)78

能量規(guī)律牛頓定律和運動學規(guī)律牛頓定律萬有引力定律F=Gm1m2/r2④

勻變速直線運動慣性定律①F合=ma

②F=―Fˊ③vt=v0+at

⑤s=v0t+at2/2

⑥vt2―v02=2as⑦s=(v0+vt)t/2⑧

動能定理W

合=EK2-EK1=mv22/2-mv12/2變形W其他力=E2-E1機械能守恒定律能量守恒定律

條件：只有重力或彈力作功結(jié)論：E2=E1任何物理過程，各種形式能的總和保持不變動量規(guī)律動量定理F合t=pˊ―p=mvˊ-mv系統(tǒng)∑F合t=pˊ―p動量守恒定律條件：∑F外=0結(jié)論：pˊ=

p1、平拋運動vx=v0（勻變速曲線運動）

vy=gt

x=v0ty=gt2/2

2、勻速圓周運動v=2лr/T，(變加速運動)ω=2л/TF=mv2/r=mrω23、人造衛(wèi)星GＭm/r2=mv2/r=mrω2重力加速度g=GＭ/R24、簡諧運動F=-ｋｘ（變加速運動）能量規(guī)律牛頓定律和運動學規(guī)律慣性定律①vt=v79例4、如圖5所示，質(zhì)量為M的木板B放在光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的物體A（可視為質(zhì)點）在B的左端以速度v0開始運動。A、B之間的動摩擦因素為μ，要使A剛好不滑離B的右端，則B的長度應(yīng)是多少？v0BA圖5例4、如圖5所示，質(zhì)量為M的木板B放在光滑80解：物體A受B給予的方向向左的滑動摩擦力，在B上作勻減速運動速度逐漸減小，而木板B則受A對它的方向向右的滑動摩擦力在光滑水平面上作加速運動，其速度逐漸增大，A不滑離B的臨界條件是，A剛滑到B的右端時，A、B速度恰相同（設(shè)為v），則根據(jù)動量守恒定律，得

解：物體A受B給予的方向向左的滑動摩擦力，在B上作勻81

mv0=（M+m）v①設(shè)木板B的長度為L，根據(jù)能量守恒定律得mv02/2=（M+m）v2/2+μmgL②聯(lián)立①②式解得L=Mv02/2μg（M+m）。

本題也可以選擇其他力學規(guī)律列式解，但選擇動量守恒定律和能量守恒定律解是最簡單的，在一次測驗中，有90％的學生都采用了上述方法解題，表現(xiàn)出了學生較強的直覺思維選優(yōu)能力。

mv0=（M+m）v82

3、鼓勵大膽猜測，打破思維定勢，提高直覺思維的敏銳性、前瞻性和創(chuàng)造性。

（1）鼓勵學生大膽猜測。牛頓說過，沒有大膽的猜測就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)。3、鼓勵大膽猜測，打破思維定勢，提高直覺思83當人們普遍接受牛頓關(guān)于光的粒子說時，惠更斯提出了光的波動說，被很多人認為是“胡說八道”。當后來所有的實驗都證明了光是波動時，愛因斯坦又提出一種新的粒子說——光量子說，當時也引起許多人的大驚小怪。在愛因斯坦證明了波動的光具有粒子性以后，法國年輕物理學家德布羅意進一步提出一個大膽的驚天動地的學說：一切實物粒子都具有波動性，當時世人為之嘩然。但后來的電子衍射實驗證明了其學說的合理性。當人們普遍接受牛頓關(guān)于光的粒子說時，惠更斯84猜測是一種合情推理，屬于綜合程度較高的直覺認識過程。布魯納說：“應(yīng)該給學生一定的訓練，使之認清猜想的合理性。”

第一，類比猜測。在物理學的發(fā)展過程中，類比明顯地起著啟示、探索、開路和創(chuàng)新的作用，許多新概念、新規(guī)律、新理論的提出借助于類比猜測。如類比水波、聲波猜測光波的性質(zhì)；盧瑟福將原子結(jié)構(gòu)與太陽系模型類比，猜測原子的核式結(jié)構(gòu)模型，等等。在物理教學中，可以通過類比引導學生猜測。

猜測是一種合情推理，屬于綜合程度較高的直覺認識過程。85

例如,萬有引力定律F=Gm1m2/r2和庫侖定律F=kQ1Q2/r2表達形式完全相同，因此，可讓學生猜測，萬有引力場與庫侖力場所具有的一些相同性質(zhì)：重力場中因為重力做功與路徑無關(guān)，所以可以引入重力勢能的概念，物體在重力場中運動，如果只有重力做功，那么動能與重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但總機械能守恒。電場中因為電場力做功也有與路徑無關(guān)的特點，所以，也可引入電勢能的概念，如果只有電場力做功，那么，動能與電勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但它們的總和不變（即兩種場都具有能的性質(zhì)）。在電場的教學中，精心設(shè)計教學過程，類比重力場讓學生猜測電場所具有的性質(zhì)，實踐表明，對培養(yǎng)學生的直覺猜測、類比遷移能力是很有效的。

例如,萬有引力定律F=Gm1m2/r2和庫侖86有學生通過類比探索發(fā)現(xiàn)：浮力做功也有與路徑無關(guān)的特點，他引入了浮力勢能的概念，直覺地建立了包括浮力勢能在內(nèi)的“類機械能守恒定律：物體在液體中運動，如果不考慮液體的阻力，只有重力和浮力做功，那么，動能、重力勢能和浮力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，但它們的總和保持不變”。浮力勢能概念本身并不重要，但學生這種類比能力和直覺創(chuàng)新精神是值得贊揚的。有學生通過類比探索發(fā)現(xiàn)：87

第二，審美猜測。從物理學的內(nèi)容結(jié)構(gòu)上看，以物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動為研究對象的物理學理論體系，呈現(xiàn)了異乎尋常的“對稱、和諧、簡潔、多樣統(tǒng)一”等形式美。如運用“對稱性”解題，簡潔明快，直覺猜測、對稱美感蘊涵其中。在物理學中，物理模型、物體的運動、場的分布、電路和光路等，往往具有對稱的特點。這些都能促成直覺顯現(xiàn)，突破常規(guī)，開拓思路，使問題迅速而簡捷地得到解決，有時甚至一眼看出問題答案。

第二，審美猜測。88

例4、如圖5所示，一條長為l的細線上端固定，下端拴一個質(zhì)量為m的帶電小球，置于方向水平、大小為E的勻強電場中。已知當細線離開豎直位置為α角時，小球處于平衡狀態(tài)。求小球帶何種電荷，帶電量為多少？如果使細線的偏角由α增大到φ，然后將小球由靜止釋放，則角φ多大時，才能使細線到達豎直位置時小球速度剛好為零？mgqEFAAˊOEαα圖5例4、如圖5所示，一條長為l的細線上89學生利用三力平衡特點很容易求出小球帶正電，電量為q=mgtgα/E。但利用功能關(guān)系求時感到比較困難。應(yīng)提示學生注意單擺運動對稱特點，促成直覺顯現(xiàn)，一下看出φ的大小。因為小球由A點靜止釋放后，將以O(shè)點為平衡位置振動（O點是重力場與電場合場的最低點）。根據(jù)振動的對稱性，小球在速度為零的兩振幅位置A和Aˊ

時，偏離平衡位置的角度相等，所以φ=2α。學生利用三力平衡特點很容易求出小球帶正電，90

在物理教學中，考察物理問題、物理對象、物理過程、物理規(guī)律、物理理論的美學特點，對學生進行審美教育，使學生具有鑒賞科學美的能力，引導學生進行合理的猜測。直覺往往受思維主體的審美情感所支配。愛因斯坦認為理論前提的簡單性應(yīng)當是評價理論價值的重要標準。貝弗里奇認為，有相當部分的科學思維并無足夠可靠的知識作為有效推理的依據(jù)，而勢必只能憑借鑒賞力的作用來作出判斷。在物理教學中，考察物理問題、物理對象、物理過程、物91可以說，由美感產(chǎn)生的直覺是最高層次的直覺。數(shù)學家阿達瑪也認為，科學美感這種特殊的美感，是我們必須信任的向?qū)А?/p>

什么是科學美？

科學美就是人類對自然的情感，人類認識自然的一種境界，人類改造自然的一種進程！

可以說，由美感產(chǎn)生的直覺是最高層次的直覺。數(shù)學家阿達92

（2）采用多種教學方法，開展多種課外創(chuàng)新活動。

在課堂教學中，針對學生的實際情況和具體教學內(nèi)容，選擇便于學生探索問題和發(fā)表見解的教學方法，如探索發(fā)現(xiàn)法、討論法等。探索發(fā)現(xiàn)法是通過學生探究、以再發(fā)現(xiàn)的方式，培養(yǎng)學生的觀察能力、實驗能力、思維能力、問題解決能力和探究能力等，它的運用有利于學生在教師的指導下，大膽猜測、提出問題、探索解決問題的途徑和方法，提高探究發(fā)現(xiàn)能力。（2）采用多種教學方法，開展多種課外創(chuàng)新活動。93討論法是由教師根據(jù)教學需要提出問題，由學生事先準備，課堂上進行討論，再由教師總結(jié)的一種教學方法，它的運用有利于學生通過深入思考，在有充分準備的基礎(chǔ)上，發(fā)表自己的看法和見解。另外，通過豐富多彩的課外活動（小實驗、小論文、物理游戲、參觀工廠和科技館等）和勞技教育活動課（開展學習創(chuàng)造學理論和方法，小制作、小發(fā)明提案構(gòu)思征文比賽和創(chuàng)新、發(fā)明實物展覽、評獎等活動），培養(yǎng)學生的實踐能力、直覺能力和創(chuàng)造性物化能力。討論法是由教師根據(jù)教學需要提出問題，由學生事先準備，94

4、培養(yǎng)開放思維和國際視野，觸發(fā)靈感的前瞻性。

第一，有些問題不僅要和本專業(yè)的內(nèi)行進行磋商交流，還要有意識與其他專業(yè)的內(nèi)行討論。真所謂“不識廬山真面目，只緣身在此山中?！庇捎懻?、交流觸發(fā)靈感的根據(jù)是：解決問題可能有多種方法，對于同樣的事實，完全有可能建立起不同的理論來解釋。世界是發(fā)展的，人的認識也是不斷發(fā)展的。4、培養(yǎng)開放思維和國際視野，觸發(fā)靈感的前瞻性。95如熱學中，兩個高低溫金屬小球接觸，一段時間后兩小球溫度相等（處于熱平衡狀態(tài)）。對于這樣一個物理事實，怎么解釋？從宏觀實驗角度解釋是高溫物體放出的熱量被低溫物體吸收，高溫物體放出熱量溫度降低，低溫物體吸收熱量溫度升高，最后兩球溫度相等；從微觀角度解釋是高溫物體分子平均動能大，低溫物體分子平均動能小，通過分子的碰撞，分子動能在接觸處從高溫物體向低溫物體傳遞轉(zhuǎn)移了，最后，兩小球分子平均動能相等，溫度相等。這就是思維學中的唯象與機理，唯象是宏觀的，機理是微觀的。如熱學中，兩個高低溫金屬小球接觸，一段時間后96第二，教師要有國際視野，勇于參與國際國內(nèi)學術(shù)交流。必須明白，至今我們的一切知識和經(jīng)驗，不僅是相對的，而且也是非常不全面的。世界之大，無奇不有。完全有可能出現(xiàn)新情況，我們要隨時準備面對新問題，最重要的認識是，我們每一個人都有可能為人類做出新發(fā)現(xiàn)！第二，教師要有國際視野，勇于參與國際國內(nèi)學術(shù)97

教學實踐表明，高一學生直覺思維能力較弱，應(yīng)重視抽象思維、形象思維、發(fā)散思維的培養(yǎng)，耐心啟發(fā)直覺思維；高二開始，學生直覺思維能力提高較快；高三學年，是培養(yǎng)學生直覺思維能力的最好時機。通過知識教學，注重直覺思維、創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)和物理學科學研究方法、思維方法的訓練，不僅能有效地提高學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新學力和創(chuàng)新能力，而且有力地促進學生科學學習觀的形成，從根本上掌握體現(xiàn)物理學科的特點和遵循認知、思維規(guī)律的科學學習方法，優(yōu)化物理認知結(jié)構(gòu)、思維品質(zhì)，提高科學素養(yǎng)和探究發(fā)現(xiàn)能力。

教學實踐表明，高一學生直覺思維能力較弱，應(yīng)重98

95屆，我所帶班學生趙少斌高考物理科成績147分，總分673分，榮獲紹興市理科狀元，浙江省理科第三名。98屆，所帶班學生數(shù)52人，高考上重點線44人，重點線率紹興市第一。2003屆，所教班高三（7）班，在測驗和模擬考中，物理平均分超其他普通班6至10分，高考上重點線人數(shù)27人，居學校普通班第一；高三（6）班在高考前的最后一次模擬考中，綜合科物理滿分120分多達16人，高考綜合科最高分288分，紹興市最高分。我所教的學生參加由中國物理學會主辦的全國中學生物理競賽，獲全國一等獎1人，二等獎6人；參加浙江省億里達創(chuàng)造發(fā)明實物作品比賽獲二等獎（浙江省最高獎）2人。95屆，我所帶班學生趙少斌高考物理科99

2005屆，高二教過的學生呂唐杰、潘曦高考理科成績分別為690分、687分，榮獲紹興市理科第一名和第二名（浙江省高考理科第11名和第12名），我教的一個差班物理科成績?nèi)〉昧丝缭绞竭M步，超越有的較優(yōu)班，全班高考上重點線15人，上本科線32人，?？凭€7人，實現(xiàn)了歷史性飛躍。

2005屆，高二教過的學生呂唐杰、潘曦高100最后應(yīng)當指出，由于直覺思維具有隨機性和偶然性，直覺思維的結(jié)果可能正確，也可能錯誤。因此，無論是課內(nèi)還是課外，均要創(chuàng)設(shè)良好的、學生主動學習、積極參與的教學活動氛圍，建立平等的師生關(guān)系，采用民主型的教學方式，鼓勵學生獨立思考、大膽猜測。倘若猜錯了，切不可訓斥，應(yīng)當引導和啟發(fā)，如果猜對了，則應(yīng)充分肯定、表揚，對具有創(chuàng)見性的想法和直覺思維創(chuàng)新成果，則要大力表彰，這樣才能不斷激勵和提高學生的直覺思維能力。最后應(yīng)當指出，由于直覺思維具有隨機性和偶然性101物理直覺思維內(nèi)涵能力特性過程形式創(chuàng)造性隨機性瞬時性三維性整體性準備、突發(fā)、整理

靈感

直覺

略策養(yǎng)

培發(fā)靈感世界前瞻性。

培養(yǎng)開放思維和國際視野，觸提高直覺思維的敏銳性和創(chuàng)造性

鼓勵大膽猜測，打破思維定勢訓練，提高直覺調(diào)控能力；

加強發(fā)散思維、優(yōu)化思維的認知結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)組塊思維能力；

重視結(jié)構(gòu)教學，形成合理的物理直覺思維內(nèi)涵能力特性過102不妥之處，請?zhí)釋氋F意見，

謝謝！

聯(lián)系電話：0575—6855127不妥之處，請?zhí)釋氋F意見，

謝謝！

103

高中新課程物理教學的

三個基本模式梁新燦浙江省新昌中學

高中新課程物理教學的

三個基本模式梁新燦104物理學科具有自身的特點,探索、總結(jié)物理學科課堂教學模式，并將其應(yīng)用貫穿于日常的課堂教學實踐環(huán)節(jié)，對學生掌握物理概念、物理規(guī)律的形成過程、內(nèi)涵與外延和學習物理的科學方法，培養(yǎng)學生獲取知識的探究能力，增強學生的物理抽象思維、形象思維、直覺思維和創(chuàng)造性思維能力，都具有重要的理論價值和指導作用。物理學科具有自身的特點,探索、總結(jié)物105

經(jīng)過多年的教學探索，現(xiàn)以教育部《普通高中物理課程標準》新理念和三維度（知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀）教學目標為指導，根據(jù)物理學科的特點和學生的認知、思維發(fā)展規(guī)律，總結(jié)出物理概念教學的基本模式、物理規(guī)律教學的基本模式和物理解題教學的基本模式，并賦予三者新的深層涵義。經(jīng)過多年的教學探索，現(xiàn)以教育部《普通高中106一、物理概念教學的基本模式創(chuàng)設(shè)情境思維加工鞏固深化（具體）（具體）（抽象）感知材料形成表象分析比較抽象概括變式遷移完善結(jié)構(gòu)該模式符合學生認識物理概念的過程和方法的規(guī)律性一、物理概念教學的基本模式創(chuàng)設(shè)情境思維加工鞏固深化（具體）（107

1、創(chuàng)設(shè)情境

在引入物理概念之前，應(yīng)先通過觀察、實驗、參觀等活動，或通過教師形象的語言描述，或利用各種形象化的直觀教具展示，或通過電腦摸擬等方法，創(chuàng)設(shè)與形成物理概念有關(guān)的生動的、新穎的物理情境，使學生感知大量的感性材料，對物理現(xiàn)象有一個明晰的印象，形成表象。

108

教學過程中，教師要著重引導學生善于觀察，達到了解現(xiàn)象、取得資料、發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，激發(fā)創(chuàng)新欲望，增強創(chuàng)新意識和發(fā)展形象思維的目的。教學過程中，教師要著重引導學生善于觀察109

2、思維加工

在學生形成表象的基礎(chǔ)上，引導學生進行分析比較、抽象概括，排除次要因素，抓住主要因素，找出所觀察到的一系列現(xiàn)象的共性、本質(zhì)屬性，形成概念，用準確的、簡潔的物理語言或數(shù)學語言給出確切的表述或定義，并指出所定義的物理概念的適用條件和范圍。

110

教學過程中，教師要留給學生一定的思考想象時間，啟發(fā)、激活學生的思維，讓學生逐步掌握引入物理概念的方法，如力的概念的引入和建立，用的是具體實例抽象概括法；電場強度、磁感應(yīng)強度的引入和建立，用實驗探索發(fā)現(xiàn)法。實驗發(fā)現(xiàn)電場、磁場都具有力的特性，電場強度、磁感應(yīng)強度的定義用比值法等等，親身體驗物理概念引入、建立和下定義的樂趣，增強建立物理概念的欲望和能力，發(fā)展學生的抽象思維能力。教學過程中，教師要留給學生一定的思考想111

3、鞏固深化

物理概念建立之后，通過與有關(guān)、相近概念的對比，以及進行適當?shù)倪\用，來鞏固、深化對概念的理解，完善對概念認識的深度和結(jié)構(gòu)。運用一般分為兩個階段：一是初步運用階段，主要是培養(yǎng)學生運用概念的方法和準確性；二是創(chuàng)新運用階段，主要是通過變式遷移，將概念靈活地、創(chuàng)造性地運用于新的物理情景中，把實際問題轉(zhuǎn)化為物理概念化的模型問題，然后分析、解決問題，不斷完善結(jié)構(gòu)。

112

教學過程中，教師要引導學生總結(jié)運用物理概念的方法和規(guī)律性，提高學生運用概念分析和解決新問題的能力。

教學過程中，教師要引導學生總結(jié)運用物理概113（導入）

（展開）

（終結(jié)）提出問題猜想假設(shè)實驗探索分析歸納總結(jié)規(guī)律實驗驗證應(yīng)用拓展類比臻美演繹推理理想實驗途徑1途徑2途徑3二、物理規(guī)律教學的基本模式該模式符合科學家探究發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過程和方法規(guī)律性（導入）114

物理規(guī)律只能發(fā)現(xiàn)，不能創(chuàng)造?？偟恼f來，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律主要有三條途徑：實驗歸納法、理論演繹法和提出假說法。物理規(guī)律只能發(fā)現(xiàn)，不能創(chuàng)造?？偟恼f來，發(fā)現(xiàn)115

途徑1—實驗歸納法

從物理事物和物理現(xiàn)象中提出問題，作出猜想和假設(shè)，對事物和物理現(xiàn)象作多次觀察和實驗探索，在取得大量實驗資料的基礎(chǔ)上，進行綜合、分析歸納，發(fā)現(xiàn)在一定條件下有關(guān)物理量之間的必然聯(lián)系，從而得出結(jié)論，再通過實驗檢驗就成為規(guī)律。用實驗歸納法發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，一般叫做定律。例如,牛頓第二定律、動量守恒定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、光的反射定律和折射定律，等等。途徑1—實驗歸納法116

途徑2—理論演繹法

從已知規(guī)律或物理理論出發(fā)，對某特定事物或現(xiàn)象，進行演繹推理，從而得出在一定范圍內(nèi)有關(guān)物理量之間的函數(shù)關(guān)系或新的論斷，最后，通過實踐檢驗就成為規(guī)律。用理論演繹法發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，一般叫做定理或原理。它們不再僅僅是對經(jīng)驗事實的概括，而是成為科學理論系統(tǒng)的出發(fā)點。如動量定理、動能定理、功的原理、波的疊加原理、光路可逆原理，等等。

117

途徑3—提出假說法

在物理事實、根據(jù)還不充分的情況下，通過想象、猜測，提出的對象的、理論的假說的方法。它是對新事物、新現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的推測性說明或假定性的理論解釋，是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上提出解釋事物和現(xiàn)象的一種設(shè)想或預見，正確與否要由實驗來檢驗，經(jīng)檢驗正確，假說就上升為一種理論或定律。例如，安培分子電流假說，是在物質(zhì)由什么組成還不清楚的情況下，根據(jù)磁鐵的磁場與通電螺線管的磁場十分相似這一實驗事實而提出的。

途徑3—提出假說法118

一般而言，當新的物理事實與傳統(tǒng)理論發(fā)生矛盾時，或者新的物理事實超過了原有理論范圍時，就要提出新的假說，促使對事物的認識向前發(fā)展。例如，當盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論發(fā)生矛盾時，玻爾對原子提出了三條假設(shè)（定態(tài)假設(shè)、躍遷假設(shè)和軌道假設(shè)），建立了原子的玻爾模型，成功地解釋了氫原子的線狀光譜，解決了原子的穩(wěn)定性問題。

一般而言，當新的物理事實與傳統(tǒng)理論發(fā)生矛盾119

在通過提出假說來建立物理規(guī)律的過程中，主要依賴于類比、臻美和理想實驗三種思維方法。

在通過提出假說來建立物理規(guī)律的過程中120

（?。╊惐龋和ㄟ^對兩個不同的物理事物進行比較，找出它們的相似點或相同點，然后以此為根據(jù)，把其中某一物理事物的有關(guān)知識推移到另一物理事物中去，從而對另一物理事物的規(guī)律作出一假定性的說明。例如，歐姆受到傅立葉的熱流規(guī)律的啟發(fā)，通過從熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象的類比中提出假說：導線中兩點之間電流的大小也可能正比于這兩點之間的“驅(qū)電力”（即電勢差），隨后通過實驗，歐姆驗證了他從類比推理中得出的這個假說，建立了歐姆定律。（?。╊惐龋和ㄟ^對兩個不同的物理事物進行比121

（ⅱ）臻美：就是在創(chuàng)造性思維過程中，按照美的規(guī)律，對尚不完美的對象進行加工、修改以至重構(gòu)的思維方法。在建立物理模型的過程中具有啟發(fā)思路的作用，它是建立物理模型的一種基本思維方法。哥白尼之所以反對托勒玫體系，提出太陽系模型，原因之一是后者顯得更簡潔、更完美，因而符合宇宙的“奇妙的對稱”和“美的和諧”。在哥白尼的太陽系模型中，太陽是宇宙的中心，所有的天體（包括地球及當時已知的五顆行星）都繞太陽運轉(zhuǎn)。它們在宇宙的位置按照離太陽從近到遠的排列次序是水星、金星、地球、火星、木星、土星，在土星外遙遠的天球上是恒星。（ⅱ）臻美：就是在創(chuàng)造性思維過程中，按照122物理教學中直覺思維及其能力培養(yǎng)策略課件123

這一模型是在分析了托勒玫體系的缺陷，根據(jù)觀測資料，受到古代的一些哲學家曾經(jīng)假定“地球是動的”見解的啟發(fā)而提出的。他還認為：“……這樣，我們就發(fā)現(xiàn)在這樣有秩序的安排下，宇宙里有一種奇妙的對稱性，軌道的大小與運動都有一定的諧和關(guān)系，這樣的情況是用別的方法達不到的?！边\用太陽系模型，哥白尼成功地解釋了天體的運動，并且能編制行星運行表，得出許多與觀測事實相符的結(jié)論。這一模型是在分析了托勒玫體系的缺124

（ⅲ）理想實驗：是思維中對借助抽象和想象方法建立的理想化對象進行的實驗，也稱想象實驗或思維實驗。伽利略發(fā)現(xiàn)慣性定律就采用了理想實驗的方法。他想象有人推一輛小車在路上走，如果突然停止推車，小車并不立即停止，還會走一段路。要是路面平滑，這段路就會更長些。進一步設(shè)想，如果毫無摩擦，小車就會永遠運動下去。他還用理想斜面實驗進一步推理。（ⅲ）理想實驗：是思維中對借助抽象和想象125

正是由于創(chuàng)造想象，使伽利略超越前人，也越過了實驗條件的限制，從而登上了他那個時代的科學高峰，糾正了亞里士多德“力產(chǎn)生運動，力維持運動”的錯誤運動觀，創(chuàng)立了“維持運動靠慣性，改變狀態(tài)才需力”的正確運動觀，從此，力學迅速發(fā)展起來。某一領(lǐng)域思維實驗的成功，往往標志著物理觀念的變革，推動物理學發(fā)展。正是由于創(chuàng)造想象，使伽利略超越前人126

物理規(guī)律的教學程序總的說來：首先，要使學生對發(fā)現(xiàn)或建立某一規(guī)律所采用的方法、途徑和具體的依據(jù)有較清晰的認識，提高學生的類科學研究能力；其次，使學生明確某一規(guī)律的物理意義、適用范圍和條件，使學生切實理解和掌握物理規(guī)律的內(nèi)涵和外延；最后，通過實際應(yīng)用、變式遷移與拓展，培養(yǎng)學生物理思維的靈活性、發(fā)散性、獨創(chuàng)性等思維品質(zhì)，提高創(chuàng)新意識、靈活運用能力和創(chuàng)造性思維能力。物理規(guī)律的教學程序總的說來：首先，要使學生127審明題意（條件）實際問題物理問題